Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Koronovsky-1991-Bases of geology

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
23.03.2015
Размер:
11.33 Mб
Скачать

Глава 15. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Ежегодно на земном шаре регистрируется более 100 000 землетрясений. Большинство из них мы вообще не ощущаем, некоторые отзываются лишь дребезжанием посуды в шкафах и раскачиванием люстр, зато другие, к счастью гораздо более редкие, в мгновение ока превращают города в груды дымящихся обломков. На побережьях море отступает, обнажая дно, а затем на берег обрушивается гигантская волна, сметая все на своем пути, унося остатки строений в море. Крупные землетрясения сопровождаются многочисленными жертвами среди населения, которое гибнет под развалинами зданий, от пожаров, наконец, просто от возникающей паники. Землетрясение—это бедствие, катастрофа, поэтому огромные усилия затрачиваются на предсказания возможных сейсмических толчков, на выделение сейсмоопасных районов, на мероприятия, призванные сделать промышленные и гражданские здания сейсмостойкими, что ведет к большим дополнительным затратам в строительстве.

За последнее время катастрофические землетрясения произошли в Чили (1960), на Аляске (1969), в Гватемале (1976), в Китае (1976). На территории СССР не раз отмечались очень сильные землетрясения: Андижанское (1902), Кеминское (1911), Хаитское (1949), Ашхабадское (1929 и 1948), Муйское (1957), Ташкентское (1966), Газлийские, Дагестанское (1970, 1976, 1984) и, наконец, страшное Спитакское землетрясение в Армении (1988).

15.1. ОЧАГ, СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ, МАГНИТУДА И ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Любое землетрясение—это тектонические деформации земной коры или верхней мантии, происходящие вследствие того, что накопившиеся напряжения в какой-то момент превысили прочность горных пород в данном месте. Разрядка этих напряжений и вызывает сейсмические колебания в виде волн, которые, достигнув земной поверхности, производят разрушения. «Спусковой крючок», вызывающий разрядку напряжений, может быть, на первый взгляд, самым незначительным, например заполнение водохранилища, быстрое изменение атмосферного давления, океанские приливы и т.д. Описывая землетрясения, пользуются некоторыми терминами, которые необходимо знать.

Рис. 15.1. Очаг и изосейсты землетрясения:

1— очаг (гипоцентр), 2— эпицентр, 3— изосейсты, 4— плейстосейстовая область, 8, 7, 6, 5— зоны балльности

Гипоцентр, или очаг,—определенный объем горных пород, внутри которого осуществляются неупругие деформации и происходят разрушения пород (рис. 15.1). Понятие очага, или гипоцентра не является строгим, но важно подчеркнуть, что это не точка, а некоторое пространство, объем, формы и размеры которого могут быть самыми различными.

Эпицентр—проекция гипоцентра на земную поверхность, поэтому следует иметь в виду, что нередко карты распределения эпицентров создают не совсем правильную картину связи землетрясений с поверхностной геологической структурой, особенно в случае наклонных разрывов типа надвигов с гипоцентром на большой глубине. Это обстоятельство подчерки-

191

вается для соблюдения осторожности при интерпретации землетрясений от особенностей геологического строения региона.

Интенсивность—это внешний эффект землетрясения на поверхности Земли, который выражается в определенном смещении почвы, частиц горных пород, степени разрушения зданий, появлении трещин на поверхности и т.д. В настоящее время в СССР используется шкала интенсивности землетрясений «MSK—64», названная так по заглавным буквам фамилий авторов: С.В. Медведев (СССР), В. Шпонхойер (ГДР), В. Карник (ЧССР).

Шкала удобна, ею легко пользоваться, а интенсивность землетрясений измеряется в баллах от 1 до 12. По этой шкале Кеминское землетрясение в 1911 г. на Тянь-Шане оценивалось в 11-12 баллов, Ашхабадское 1948 г.—в 10, Спитакское 1988 г.—в 7-10, Ташкентское 1966 г.—8 баллов и т.д. Изосейсты—линии, соединяющие точки (пункты на местности), в которых землетрясение проявилось с одинаковой интенсивностью. Плейстосейстовая об- ласть—место на поверхности Земли, располагающееся непосредственно над гипоцентром, или очагом землетрясения, т.е. это как бы проекция очага на поверхность. Естественно, что интенсивность землетрясения уменьшается в сторону от плейстосейстовой области, однако это уменьшение зависит от многих факторов: формы и глубины очага, геологической структуры, состава и степени метаморфизма горных пород, уровня залегания грунтовых вод и т.д. Поэтому изосейсты на поверхности могут иметь самые причудливые очертания, а отнюдь не правильные круги.

Магнитуда (М)—логарифм отношения максимального смещения частиц грунта (в микрометрах) А1 при данном конкретном землетрясении к некоторому эталонному очень слабому смещению грунта A2:

M = lg A1

A2

Магнитуда—это безразмерная величина, и она была предложена в 1935 г. американским геофизиком Ч. Рихтером. Шкала, созданная им, широко используется в сейсмологии и изменяется от 0 до 8,8 при самых сильных катастрофических землетрясениях. Магнитуда отличается от интенсивности. Так, например, Ташкентское землетрясение 1966 г. было силой в 8 баллов, М—5,3; Ашхабадское 1948 г.—10 баллов, М—7,3.

Энергия (Е) землетрясений—это та величина потенциальной энергии, которая освобождается в виде кинетической после разрядки напряжения в очаге и, достигая поверхности Земли, вызывает ее колебания. Распространяется энергия в виде упругих сейсмических волн. Энергия землетрясения вычисляется в джоулях. Формула Б.Б. Голицына, известного русского сейсмолога, для вычисления энергии землетрясений выглядит следующим образом: Е = π2ρV(α/T)2 , где V—скорость распространения сейсмических волн, ρ плотность горных пород, а амплитуда смещения, Т—период колебаний. Выделяющаяся при землетрясениях энергия изменяется в очень широких пределах. Так, для Аляскинского землетрясения 1964 г. с магнитудой 8,5 энергия равнялась 1018 Дж (1 Дж = 107 эрг), т.е. была эквивалентна, по Н.И. Николаеву, силе взрыва 100 ядерных бомб по 100 мегатонн каждая. Это колоссальное количество энергии, выделившееся практически мгновенно. Таким образом, образующаяся при крупных землетрясениях энергия в миллион раз превышает энергию «самой маленькой» атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму 6 августа 1945 г.

Часть выделившейся энергии, помимо формирования сейсмических волн, расходуется на преодоление сил трения в очаге, на пластические деформации, наконец, на выделение тепла, которое может быть весьма значительным. Ввиду большой изменчивости энергии нередко используют ее логарифм К = lgE на расстоянии 10 км от гипоцентра. Величина К называется энергетическим классом землетрясения и, будучи выражена в джоулях, меняется от 0 до 18. Существует определенная зависимость между энергетическим классом и магнитудой землетрясений:

К

9

10

11

12

13

14

15

16

М

3,1

3,7

4,4

5,0

5,6

6,2

7,0

7,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

192

Глубиной очага землетрясений (h) называется расстояние от поверхности Земли по нормали до гипоцентра, или очага. Существуют разнообразные методы определения глубины залегания очагов. Один из таких методов был предложен С. В. Медведевым:

h = 7 Sn + Sn+ 1 ,

где Sn—площадь, ограниченная п-ой изосейстой,

Sn+ 1 — площадь, ограниченная следующей изосейстой по радиусу от эпицентра.

Глубины, определенные этим способом, дают, конечно, лишь приблизительную величину и должны уточняться другими методами.

 

Глубины очагов землетрясений мо-

 

гут быть очень разными—от первых ки-

 

лометров до 600-700 км в сейсмофо-

 

кальных зонах Беньофа. Однако подав-

 

ляющее количество землетрясений (око-

 

ло 90%) приурочено к интервалу до 100-

 

200 км. Гипоцентры Крымских земле-

 

трясений располагаются между 15 и 30

 

км, хотя есть и более глубокие; на Кав-

 

казе—в пределах верхней части земной

 

коры, но в отдельных случаях превыша-

 

ет 100 км; в районе Курильской остров-

 

ной дуги, начиная от приостровного

 

склона глубоководного желоба к западу

 

прослеживается

наклонная сейсмофо-

 

кальиая зона, относительно пологая до

 

глубины 300 км, а далее более крутая.

 

Основная масса гипоцентров сосредото-

 

чивается в интервале до 100 км, а далее

 

вглубь их зарегистрировано

гораздо

 

меньше, причем отдельные очаговые

 

группы разделены асейсмическими уча-

 

стками. Наиболее глубокие очаги зафик-

 

сированы на глубинах 600-650 км, где

 

энергетический класс землетрясений за-

 

метно слабеет.

 

 

 

 

 

Рис. 15.2. Изменение физических параметров

Механизм возникновения землетря-

сений, т.е. механизм возникновения оча-

по модели лавинно-неустойчивого трещинооб-

разования (по В.И. Мячкину и др.):

га, весьма сложен и трактуется неодно-

I, II, III, IV— стадии развития разрушения, 1—

значно. В настоящее время считается ус-

тановленным, что основные параметры

деформация, 2— скорости сейсмических волн,

землетрясения, его магнитуда и энергия

3— среднее значение общей площади поверхно-

сти трещин, 4— пористость, радоновая эмиссия.

зависят от размеров очага, а не от нако-

 

пившихся напряжений и деформаций.

 

Была выдвинута идея «вспарывания»

 

тектонического

(сейсмического)

разры-

ва. В каком-то месте этого разрыва происходит накапливание напряжений. Когда они превышают предел прочности горных пород в данном месте, разрыв «взрезается», «вспарывается» и распространяется на определенную длину с большой скоростью, достигающей 3 — 4 км/с. Именно с такими скоростями происходит разрушение пород в очаге землетрясений.

Существует несколько моделей очага землетрясений. Н.В. Шебалиным предложена модель очага, заключающаяся в установлении решающей роли осложнений вдоль главного сейсмогенного разрыва в образовании сейсмических волн. Вдоль плоскости основного сейс-

193

могенного разрыва имеются «гладкие» участки и участки с «зацепами», которые препятствуют смещению. Срыв «зацепа»— процесс мгновенный, необратимый и именно он приводит к возникновению короткопериодических сильных колебаний. Молодые сейсмогенные разломы обладают большим количеством «зацепов» и потому представляют собой более значительную сейсмическую опасность, чем древние разломы, в которых «зацепы» срезаны и преобладают гладкие участки.

Модель лавинно-неустойчивого трещинообразования разработана В.И. Мячкиным и другими сейсмологами (рис. 15.2). Смысл ее в том, что нарастающие напряжения приводят к образованию также нарастающего числа и размеров трещин в каком-то объеме горной породы. В дальнейшем интервалы между трещинами сокращаются и их число начинает расти, как лавина, со все большим ускорением. Поле напряжений в очаговой области приобретает неоднородность, возрастает скорость деформаций, а процесс трещинообразования концентрируется в узкой зоне, где они объединяются в один главный разрыв, по которому и происходит разрядка накопившихся напряжений, т.е. возникают сейсмические колебания и происходит землетрясение.

Весь этот процесс «подготовки» до заключительной стадии слияния трещин может продолжаться тысячи лет, а перед землетрясением он резко ускоряется. Не останавливаясь на других моделях очаговой зоны, следует отметить, что землетрясение — это весьма сложный геологический процесс и сводить его к какой-то одной простой модели хотя и удобно, но вряд ли правильно.

15.2. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ТЕКТОНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Распространение современных землетрясений на земном шаре в настоящее Время установлено с большой точностью (рис. 15.3). Прежде всего, это Тихоокеанское кольцо, в ко-

 

тором эпицентры

земле-

 

трясений совпадают

с

 

островными

 

дугами:

 

Алеутской,

Курильской,

 

Восточной

Камчатки,

 

Японской и т. д. На вос-

 

токе

Тихого

океана

это

 

побережье

Северной

 

Америки, Мексика, Цен-

 

тральная Америка, Юж-

 

ная Америка, а также по-

 

лоса

вдоль

Восточно-

 

Тихоокеанского

подня-

 

тия. В Атлантическом и

 

Индийском

 

океанах

 

сейсмичность сосредото-

 

чена

вдоль

срединно-

 

океанских хребтов. Вос-

 

точно-Африканская риф-

Рис. 15.3. Распределение эпицентров современных землетрясений

товая зона также отлича-

на земном шаре

ется высокой сейсмично-

 

стью. Протяженная поло-

 

са современных

Земле-

трясений приурочена к Альпийско-Средиземноморскому поясу: это побережье Алжира, Италия, Динариды, Балканы и Эгейское морс, Турция, Крым, Кавказ, Иран, Афганистан, Памир,

194

Тянь-Шань и т. д. В пределах СССР повышенной сейсмичностью отмечена Байкальская рифтовая зона.

Рис. 15.4. Отклонение геоида от эллипсоида вращения со сжатием 1:298,256 и проявления современной геотектонической активности (по Е.С. Штенгелову):

1— изолинии отклонения геоида от эллипсоида (м), 2— выступы геоида, 3— впадины геоида, 4— эпицентры землетрясений 1963—1977 гг., 5— активные вулканы, 6— сейсмовулканические дуги и активные континентальные окраины

Приведенное на рис. 15.3 распространение землетрясений говорит о том, что все они приурочены к областям высокой современной тектонической активности и связаны с конвергентными или дивергентными границами литосферных плит, т.е. там, где происходят либо сжатие, поглощение океанской коры в зонах субдукции, коллизии плит и т. д., либо растяжение, наращивание океанской коры, или раздвиг континентальной коры. В этих регионах непрерывно накапливаются тектонические напряжения, которые периодически разряжаются в виде землетрясений. В то же время существуют огромные асейсмичные пространства, совпадающие с древними платформами, внутренними частями океанских плит, эпипалеозойскими плитами.

Активные сейсмические и вулканические зоны, по данным Е.С. Штенгелова, довольно точно приурочены к областям превышения геоида над эллипсоидом вращения, причем с выпуклостями геоида связано примерно 83% землетрясений с М-6 и 86% действующих вулканов Мира (рис. 15.4). Форма геоида определяется процессами, происходящими во внутренних частях Земли — в мантии и ядре. На это явление накладываются ротационные силы Земли, неравномерность ее вращения и т. д. Кстати, уже с XVIII в., со времен работ француза А. Перре известно, что число преимущественно мелкофокусных землетрясений возрастает при-

195

мерно на 20—25% в момент перехода Луны от апогея к перигею. Это вызвано тем, что гравитационное воздействие Луны на Землю в перигее значительно выше, так как Луна в этот момент ближе к Земле, чем в апогее. Эти гравитационные силы действуют как «спусковой крючок» и напряжения разряжаются сейсмическими подвижками.

Сейсмогенные дислокации образуются в плейстосейстовой и прилегающих областях. Районы, затронутые сейсмодислокациями, занимают площадь в десятки, и даже сотни тысяч км. Сейсмотектонические нарушения могут выражаться вертикальными смещениями с амплитудой до первых десятков метров, формированием поднятий, впадин и провалов, горизонтальными смещениями, образованием ступенчатых сбросов, взбросов и т. д. Примеры сейсмодислокаций известны и описаны во многих сейсмичных районах. Во время катастрофического Гоби-Алтайского землетрясения 1957 г. силой до 12 баллов и магнитудой 8,6 наблюдались сдвиги с амплитудой до 9 м, возникали своеобразные «волны» высотой до 10 м и гигантские зоны трещин и деформаций протяженностью почти в 900 км. Вдоль этой зоны шириной в сотни метров сформировались провалы, зияющие трещины до 20 м, многочисленные уступы, сдвиги и т. д. Очень характерны разнообразные изгибы земной поверхности, то плавные, то крутые.

Землетрясения вызывают образование крупных оползней, обвалов, оползней-обвалов и других форм сейсмодислокаций. Объем таких оползней может достигать сотен тысяч м, длина — нескольких километров, а площадь — десятков км. Подобные сейсмодислокации известны на Тянь-Шане, в Прибайкалье и Забайкалье, на Кавказе, в Становом хребте и во многих других местах. Изучение древних сейсмодислокаций способствует проведению сейсмического районирования, так как по их форме и характеру появляется возможность оценить балльность данного региона, хотя, скажем, в наши дни землетрясения там не происходят. Степень выраженности сейсмодислокаций и их масштаб зависят от многих факторов: от глубины залегания очага его механизма, характера геологической структуры региона, типа горных пород и др. Поэтому одинаковые по силе землетрясения в разных геологических районах приводят к разным последствиям. Как правило, горные массы находятся в состоянии равновесия, они устойчивы при данной обстановке. Но чтобы вывести их из этого состояния, порой нужно изменение наклона какого-нибудь склона всего лишь на десятки угловых секунд — и произойдет оползень или обвал. Важным фактором создания неустойчивости масс горных пород могут быть очень слабые сейсмоколебания, своеобразная сейсмовибрация, которая приводит в подвижное состояние рыхлые моренные, мощные пролювиальные конусы выноса, лессы.

Н. И. Николаев со ссылкой на Дж. Плафкера приводит уникальный случай сейсмогравитационного обвала на воздушной подушке в Перу во время землетрясения 1970 г. с М-7,7. Масса льда, горных пород и грунта объемом около 100 млн. м3 сорвалась с горы Гаускаран и «перелилась» через все естественные препятствия — низкогорные хребты, долины рек и при этом растительно-почвенный слой остался несорванным, так как вся эта масса в своем основании могла иметь прослой сжатого воздуха.

В настоящее время важное значение приобретает палеосейсмология — метод, позволяющий устанавливать следы землетрясений в геологическом прошлом. Многие современные плейстосейстовые области оказываются унаследованными от более древних. Большое значение имеет и археосейсмология, когда рассматриваются повреждения древних построек, имеющие сейсмогенный характер, и по их типу реконструируется балльность.

Землетрясения происходят не только на суше, но и в морях и океанах. В пределах океанского дна над очагом могут возникать поднятия или впадины, что сразу же изменяет объем воды и над плейстосейстовой областью образуется волна, которая в открытом океане практически незаметна из-за своей очень большой длины в первые сотни километров. Распространяясь со скоростью до 800 км/ч, при подходе к побережью на мелководье волна становится круче, достигая 15— 20 м, и, обрушиваясь на берег, уничтожает все на своем пути. Такие волны, вызванные землетрясениями, называются цунами.

Сильнейшие цунами причинили неисчислимые бедствия в 1755 г. во время катастрофического Лиссабонского землетрясения. В нашей стране цунами неоднократно отмечались на

196

Дальневосточном побережье в связи с тем, что эпицентры землетрясений приходятся на Ку- рило-Камчатский глубоководный желоб. Последнее крупное цунами произошло 5 ноября 1952 г. и волна причинила большие разрушения на Курильских островах. Цунами обрушивается на побережье не сразу после землетрясения, а через некоторое время, что позволяет оповестить население угрожаемых районов, расположенных в прибрежных низменностях.

15.3. СЕЙСМИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Сейсмическое районирование и прогноз землетрясений представляют чрезвычайно важную задачу, так как от степени их достоверности зависят огромные капиталовложения в сейсмостойкое строительство. Повышение на 1 балл возможной сейсмической опасности сразу ведет к удорожанию всех строительных объектов. Сейсморайонирование — это очень трудоемкая и ответственная работа, которая должна учитывать множество факторов: связь землетрясений с глубинным строением земной коры; геофизическими полями; неотектоникой; геоморфологическими и геологическими особенностями района; типами горных пород, их составом и прочностью; разрывными нарушениями, трещиноватостью и еще многими другими параметрами, включая свойства грунта, уровень подземных вод, палеосейсмодислокации и т.д. Все это должно дать ответ на один-единственный вопрос, — какое максимальное расчетное землетрясение можно ожидать в данном конкретном районе (МРЗ).

Сначала составляются мелкомасштабные карты общего сейсмического районирования (ОСР). Такая карта масштаба 1:5000000 для территории СССР была подготовлена в 1978 г. В целях более точного прогноза для проведения крупных строительных работ необходимы уже более детальные карты от 1:1 000 000 до 1:200 000 детального сейсмического районирования (ДСР) и даже 1:25 000 так называемого сейсмического микрорайонирования (СМР), которое используется при планировании городов, поселков и т.д. По существу, это приращение балльности по отношению к грунтовым условиям. В этом отношении исключительную важность приобретают прочность грунтов и уровень грунтовых вод. Чем последний выше, тем больше вероятность возникновения гидравлического удара, могущего иметь катастрофические последствия.

В зависимости от балльности возможных землетрясений в строительстве существуют специальные нормы, строгое выполнение которых обязательно. Ограничивается этажность зданий, укрепляется их фундамент, они окружаются антисейсмическими поясами, не разрешается возведение дополнительных нависающих деталей, облегчается кровля, используется железобетон и т.д. Опыт показывает, что объекты, построенные с соблюдением всех норм для районов с повышенной сейсмичностью, при землетрясениях либо остаются целыми, либо получают незначительные повреждения.

Прогноз землетрясений — актуальная задача сейсмологии и сейсмогеологии. Карты сейсмического районирования показывают, какие районы могут быть наиболее опасными и какой проектной силы следует ожидать здесь землетрясения. Необходимо выделять сейсмогенные зоны — зоны ВОЗ (возникновения опасных землетрясений).

Однако всех интересует наиболее трудный и важный вопрос, — когда оно произойдет? Ответить на него, конечно, нелегко, но работы в этом направлении ведутся усиленно и уже есть обнадеживающие примеры. Прогноз может быть разный: долгосрочный, краткосрочный и оперативный. Первый дается на ближайшие десятки — сотни лет, второй — на годы, месяцы, дни и даже часы. Предвестников землетрясений очень много и они совершенно разные. Когда речь идет о долгосрочном прогнозе, то в областях сильных землетрясений, происходящих раз в десятки лет, важным показателем является длительное отсутствие землетрясений. Чем это время больше, тем вероятность сильного землетрясения возрастает. В некоторых случаях важную роль играет периодичность землетрясений по данным многолетних наблюдений. Для краткосрочных прогнозов большое значение имеет непрерывное наблюдение за изменением уровня земной поверхности и наклонов, измеряемых с помощью наклономеров (рис. 15.5). Увеличивающееся напряженное состояние массивов горных пород, чре-

197

ватое его скорой разрядкой, должно сказываться на упругих свойствах пород, их электропроводности, скорости прохождения сейсмических волн.

Рис. 15.5. Движения поверхности Земли перед землетрясением Ниигата (Япония) в 1964 г., М=7,5 (по К. Касахара):

А— по наблюдениям приливных датчиков; Б— по данным нивелирных съемок

Перед землетрясением часто изменяются магнитное поле, акустические свойства среды и электрический потенциал атмосферы, гидрогеохимические параметры вод, животные ведут себя необычно и т.д. Некоторые прогнозы были неудачными, а перед землетрясением 1975 г. в Китае, в провинции Ляонин в городе Хайчэн, предсказание было точным. 4 февраля в 10 ч 30 мин утра было сделано объявление о возможном сильном землетрясении в ближайшее время. Общая тревога и эвакуация населения из домов началась в 14.00 этого же дня, а в 19 ч 36 мин сильное землетрясение с магнитудой в 7,3 разрушило почти 90% зданий в городе, но число жертв не превысило 200—300 человек. Если бы жители в этот холодный день оставались дома, жертвы измерялись бы тысячами. В Китае было еще несколько удачных прогнозов, но в 1976 г. неожиданно произошло страшное землетрясение, от которого погибло несколько сот тысяч человек.

198

Превышение прочности горных пород и их разрыв вызывают формирование очага землетрясения и сейсмические волны разного типа, приводящие к разрушению. Любое землетрясение характеризуется гипоцентром, эпицентром, интенсивностью, магнитудой, энергией. Существуют различные модели очаговых зон. Землетрясения приурочены к областям высокой современной тектонической активности и связаны с конвергентными и дивергентными границами литосферных плит. Сейсмическое районирование — основной метод предсказания землетрясений.

-? -

1.Что представляет собой землетрясение?

2.Что такое очаг землетрясения?

3.Какие существуют основные параметры землетрясения?

4.Каков механизм возникновения землетрясения?

5.Где и в каких структурах и зонах в наши дни происходят землетрясения?

6.Какие существуют типы сейсмогенных дислокации?

7.Как образуются цунами?

8.Возможен ли прогноз землетрясений и цунами?

9.Как осуществляется сейсмическое районирование?

Литература

1.Балт Т. В глубинах Земли: о чем рассказывают землетрясения. М., 1984.

2.Гир Дж., Шах X. Зыбкая твердь. Что такое землетрясение и как к нему подгото-

виться. М., 1988.

3.Моги К. Предсказание землетрясений. М., 1988.

4.Никонов А.А. Землетрясения. Прошлое, современность, прогноз. М., 1984.

199

Глава 16. ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Наиболее крупными структурными элементами земной коры являются континенты и океаны, характеризующиеся различным строением земной коры. Следовательно, эти структурные элементы должны пониматься в геологическом, вернее даже в геофизическом смысле, так как определить тип строения земной коры возможно только сейсмическими методами. Отсюда ясно, что не все пространство, занятое водами океана, представляет собой в геофизическом смысле океанскую структуру, так как обширные шельфовые области, например в Северном Ледовитом океане, обладают континентальной корой. Различия между этими двумя крупнейшими структурными элементами не ограничиваются типом земной коры, а прослеживаются и глубже, в верхнюю мантию, которая под континентами построена иначе, чем под океанами, и эти различия охватывают всю литосферу, а местами и тектоносферу, т.е. прослеживаются до глубин примерно в 700 км.

Впределах океанов и континентов выделяются менее крупные структурные элементы, во-первых, это стабильные структуры — платформы, которые могут быть как в океанах, так

ина континентах. Они характеризуются, как правило, выровненным, спокойным рельефом, которому соответствует такое же положение поверхности на глубине, только под континентальными платформами она находится на глубинах 30—50 км, а под океанами 5—8 км, так как океанская кора гораздо тоньше континентальной.

Вокеанах, как структурных элементах, выделяются срединно-океинские подвижные пояса, представленные срединно-океанскими хребтами с рифтовыми зонами в их осевой части, пересеченными трансформными разломами и являющиеся в настоящее время зонами спрединга, т.е. расширения океанского дна и наращивания новообразованной океанской коры. Следовательно, в океанах как структурах выделяются устойчивые платформы (плиты) и мобильные срединно-океанские пояса.

На континентах как структурных элементах высшего ранга выделяются стабильные об-

ласти — платформы и эпиплатформенные орогенные пояса, сформировавшиеся в неоген— четвертичное время в устойчивых структурных элементах земной коры после периода платформенного развития. К таким поясам можно отнести современные горные сооружения Тянь-Шаня, Алтая, Саян, Западного и Восточного Забайкалья, Восточную Африку и др. Кроме того, подвижные геосинклинальные пояса, подвергнувшиеся складчатости и орогенезу в альпийскую эпоху, т.е. также в неоген-четвертичное время, составляют эпигеосинклинальные орогенные пояса, такие, как Альпы, Карпаты, Динариды, Кавказ, Копетдаг, Камчатка и др.

На территории некоторых континентов, в зоне перехода континент-океан (в геофизическом смысле) находятся окраинно-континентальные, по терминологии В.Е. Хаина, подвижные геосинклинальные пояса, представляющие собой сложное сочетание окраинных морей, островных дуг и глубоководных желобов. Это пояса высокой современной тектонической активности, контрастности движений, сейсмичности и вулканизма. В геологическом прошлом функционировали и межконтинентальные геосинклинальные пояса, например УралоОхотский, связанный с древним палео-Азиатским океанским бассейном, и др.

Учение о геосинклиналях в 1973 г. отметило свое столетие с того времени, как американский геолог Д. Дэна ввел это понятие в геологию, а еще раньше, в 1857 г., также американец Дж. Холл сформулировал в целом эту концепцию, показав, что горно-складчатые структуры возникли на месте прогибов, ранее выполнявшихся разнообразными морскими отложениями. В силу того, что общая форма этих прогибов была синклинальной, а масштабы прогибов очень большими, их и назвали геосинклиналями.

За прошедшее столетие учение о геосинклиналях набирало силу, разрабатывалось, детализировалось и благодаря усилиям большой армии геологов различных стран сформировалось в стройную концепцию, представляющую собой эмпирическое обобщение огромного фактического материала, но страдавшую одним существенным недостатком: оно не давало, как совершенно справедливо полагает В.Е. Хаин, геодинамической интерпретации наблю-

200

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]